问题表征是问题解决的一个中心环节。问题表征直接影响到问题解决的难易与快慢。研究学生问题表征规律或心理特点对于合理进行因材施教、培养和提高学生问题解决能力具有现实意义。本研究通过查阅文献,在总结前人研究成果的基础上,采用问卷调查法了解中学生生物学问题解决的现状,并以信息加工心理学的理论观点为指导,采用认知作业分析法和口语报告法,通过数据量化的直观手段和定性研究,真实地对高中生生物学问题解决过程进行分析,从问题表征结构层次、形式和影响因素三个维度全方位揭示中学生生物学科问题表征的认知规律。研究结果表明:生物学问题解决符合一般问题解决模式,问题表征正确是学生成功解决生物学问题的前提。学生在问题表征中存在着问题表征的层次和形式差异。在问题解决过程中,学生通常以一种自己熟悉的表征方式表征问题,大部分学生容易形成外部表征,但优生更容易进入内部表征。对比较复杂的生物遗传规律类的问题,问题解决成功的学生普遍都经历了文字表征、图形表征、理论表征和数学表征四个阶段。高三学生女生的问题表征水平高于男生。学优生与学困生在问题解决的内部表征阶段所耗用的时间存在显著差异,学优生较学困生解决问题的内部表征时间长。中学生生物学问题表征水平受多个因素的影响,本研究中学生表征水平与学生性别、成绩、和元认知状态呈现较高的相关性,与学习风格不存在明显的相关。通过研究,提出了相应的教学策略,可以通过引导学生进行多元化的表征、建构结构化的生物知识图式以及增强学生元认知训练等提高学生的生物学问题表征能力。